(57)【要約】本発明は仮想オブジェクトからの反力をシミュレートするシステムを提供する。インプット力センサ、インプット力センサに接続された計算手段、少なくとも第１の対（２０１ａ，２０１ｂ）のリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）、計算手段に接続されたＬＲＡ用のドライバーを含む。インプット力センサはユーザによって仮想オブジェクトに加えられたインプット力を感知する。計算手段はインプット力センサから該インプット力を受信し、ユーザに加えるべき反力を計算する。１対のＬＲＡ（２０１ａ，２０１ｂ）は第１の軸（Ｙ）に沿って動くように規制される。ドライバーは、計算手段から駆動信号を受信し、１対のＬＲＡ（２０１ａ，２０１ｂ）の各１つを反力によって決定される量だけ第１の軸に沿う第１の方向に交互に駆動する一方で、その間に、該１対のＬＲＡの他方を第１の方向とは反対方向により緩やかに復帰させる。方法とモバイル装置（１０１）も提供される。【選択図】    図２
2019519032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想オブジェクト（１０６）からの反力（７０１）をシミュレートするためのシステムであって、
ユーザによって仮想オブジェクトに加えられたインプット力（１０３）を感知するインプット力センサと、
前記インプット力センサに接続されて、該インプット力センサから前記インプット力を受信し、かつ、前記ユーザに対して加えるべき反力を計算する計算手段と、
第１の軸（Ｙ）に沿って動くように規制された、少なくとも第１の対のリニア共振アクチュエータ（２０１ａ，２０１ｂ）と、
前記計算手段に接続され、該計算手段から駆動信号（６０１ａ，６０１ｂ）を受信する、前記リニア共振アクチュエータ用のドライバーであって、該駆動信号により、１対の前記リニア共振アクチュエータの各１つを前記反力によって決定される量だけ前記第１の軸に沿う第１の方向に交互に駆動する一方で、その間に、該１対の前記リニア共振アクチュエータの他方を前記第１の方向とは反対方向により緩やかに復帰させる前記ドライバーと
を備えるシステム。
【請求項２】
前記インプット力センサは、前記仮想オブジェクトを表示するためのタッチ感知式スクリーン（１０７）を備える、請求項１のシステム。
【請求項３】
重力の局所的な方向を検出する重力検出器を更に備え、前記計算手段が前記反力の少なくとも一部として前記仮想オブジェクトの重さを計算するために、前記重力検出器は、前記重力の局所的な方向を前記計算手段に供給すべく前記計算手段に接続される、請求項１又は２のシステム。
【請求項４】
前記第１の軸（Ｙ）に交差する第２の軸（Ｘ）に沿って動くように規制された、少なくとも第２の対のリニア共振アクチュエータ（２０２ａ，２０２ｂ）を更に備える、請求項１乃至３のいずれかのシステム。
【請求項５】
前記第１及び第２の軸によって規定される面の外に延びる第３の軸（Ｚ）に沿って動くように規制された、少なくとも第３の対のリニア共振アクチュエータ（２０３ａ，２０３ｂ）を更に備える、請求項４のシステム。
【請求項６】
前記第１及び第２及び第３の軸は互いに直交する、請求項５のシステム。
【請求項７】
１つの軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）について２個以上の前記リニア共振アクチュエータを備える、請求項１乃至６のいずれかのシステム。
【請求項８】
前記リニア共振アクチュエータは、１００Ｈｚを超える共振周波数を持つ、請求項１乃至７のいずれかのシステム。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載されたシステムを少なくとも備えるモバイル装置。
【請求項１０】
仮想オブジェクトからの反力をシミュレートするための方法であって、
ユーザによって仮想オブジェクトに加えられたインプット力を感知することと、
前記ユーザに対して加えるべき反力を計算することと、
少なくとも第１の対のリニア共振アクチュエータ（２０１ａ，２０１ｂ）を使用して前記ユーザに対して前記反力を加えること
を少なくとも含み、第１の軸（Ｙ）に沿って動くように前記第１の対のリニア共振アクチュエータを規制し、かつ、該１対の前記リニア共振アクチュエータの各１つを前記反力によって決定される量だけ前記第１の軸に沿う第１の方向に交互に駆動する一方で、その間に、該１対の前記リニア共振アクチュエータの他方を前記第１の方向とは反対方向により緩やかに復帰させ、これによって、前記反力が前記ユーザに対して加えられることを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記仮想オブジェクトは、タッチ感知式スクリーン（１０７）上に表示され、前記ユーザによって前記仮想オブジェクトに加えられた前記インプット力は、該タッチ感知式スクリーンによって感知される、請求項１０の方法。
【請求項１２】
重力の局所的な方向を検出することと、前記反力の少なくとも一部として前記仮想オブジェクトの重さを計算することを更に含む、請求項１０又は１１の方法。
【請求項１３】
少なくとも第２の対のリニア共振アクチュエータ（２０２ａ，２０２ｂ）を使用して前記ユーザに対して反力が加えられ、ここで、前記第１の軸（Ｙ）に交差する第２の軸（Ｘ）に沿って動くように該第２の対のリニア共振アクチュエータを規制し、かつ、該第２の対の前記リニア共振アクチュエータの各１つを前記反力によって決定される量だけ前記第２の軸に沿う第２の方向に交互に駆動する一方で、その間に、該第２の対の前記リニア共振アクチュエータの他方を前記第２の方向とは反対方向により緩やかに復帰させ、これによって、前記反力が前記ユーザに対して加えられる、請求項１０乃至１２のいずれかの方法。
【請求項１４】
少なくとも第３の対のリニア共振アクチュエータ（２０３ａ，２０３ｂ）を使用して前記ユーザに対して反力が加えられ、ここで、前記第１及び第２の軸（Ｘ，Ｙ）によって規定される面の外に延びる第３の軸（Ｚ）に沿って動くように該第３の対のリニア共振アクチュエータを規制し、かつ、該第３の対の前記リニア共振アクチュエータの各１つを前記反力によって決定される量だけ前記第３の軸に沿う第３の方向に交互に駆動する一方で、その間に、該第３の対の前記リニア共振アクチュエータの他方を前記第３の方向とは反対方向により緩やかに復帰させ、これによって、前記反力が前記ユーザに対して加えられる、請求項１０乃至１３のいずれかの方法。
【請求項１５】
１対の前記リニア共振アクチュエータの各１つは、１００Ｈを超える周波数で交互に駆動される、請求項１０乃至１７のいずれかの方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仮想オブジェクト（バーチャル・オブジェクト）からの反力をシミュレートするための、請求項１に従うシステム、請求項９に従うモバイル（可搬又は携帯式）装置、及び請求項１０に従う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
仮想オブジェクトからの反力をシミュレートするためのシステム及び方法は、ユーザによって仮想物体に加えられた入力力（インプット力）に応答して触覚（力覚）フィードバックを提供するために、知られている。そのような力覚フィードバックを提起用するためのシステムの一例は、国際公開第WO2005/043365 A号において述べられている。しかし、仮想オブジェクトを表示する装置が、ユーザによって感知されるそれ自体の重みを持ち及び／又はポターブル又はモバイル装置（携帯式又は可搬式装置）であるような場合、そのような装置上に表示された仮想オブジェクトからの反力をシミュレートするのに満足できる手法は今のところ存在していない。例えば、国際公開第WO2009/138814号は、ユーザに力覚フィードバックを提供することを述べているが、装置上に表示された仮想物体からではなく、該装置それ自体の特にモバイル装置それ自体の動きの関数又は結果を特定するために、ユーザに力覚フィードバックを提供することを述べているだけである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、本発明の目的は、仮想オブジェクトからの反力をシミュレートするためのシステムを提供することにあり、さらに、そのようなシステムを備えたモバイル装置及び仮想オブジェクトからの反力をシミュレートするための方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は請求項１に従うシステムによって達成される。好ましくは、該システムは、インプット力センサと、該インプット力センサに接続された計算手段と、少なくとも第１の対のリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）と、該計算手段に接続された該リニア共振アクチュエータ用のドライバーとを少なくとも備える。インプット力センサは、ユーザによって仮想オブジェクトに加えられたインプット力を感知する。計算手段は、インプット力センサから該インプット力を受信し、かつ、ユーザに対して加えるべき反力を計算する。１対のＬＲＡは、第１の軸に沿って動くように規制される。ドライバーは、計算手段から駆動信号を受信し、該駆動信号により、前記１対のＬＲＡの各１つを前記反力によって決定される量だけ前記第１の軸に沿う第１の方向に交互に駆動する一方で、その間に、該１対のＬＲＡの他方を前記第１の方向とは反対方向に、より緩やかに、復帰させる。
【０００５】
上記解決策は、ユーザによって感じられるそれ自体の重さを持つ、及び／又は携帯式又は可搬式のモバイル装置である、一装置上に表示された仮想オブジェクトからの反力をシミュレートするための使用できるので、有利である。例えば、この装置は、典型的には約８００グラム未満の重さを持つタブレットコンピュータあるいは典型的には約２００グラム未満の重さを持つ携帯電話などのようなモバイル装置であってよい。反力は、上述した方法によって互いに逆フェーズにストロークを実行する少なくとも１対のリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）を駆動することによってシミュレートされる。公知のリニア共振アクチュエータ若しくはリニア共鳴アクチュエータである該ＬＲＡは、急速に加速（ａ）され得る質量体（ｍ）を含み、それはニュートンの第二運動法則Ｆ＝ｍａに従う力Ｆを発生する。力はベクトルであるから、本発明のシステムにおける計算手段は、ユーザに対して加える反力の大きさ（マグニチュード）と方向の両方を計算する。
【０００６】
本発明の特定の特徴は、第１の軸に沿って動くように規制された１対のＬＲＡを使用することによって、該第１の軸に沿う第１の方向にストロークを行うように、該対のＬＲＡのうち１つのＬＲＡが前記ドライバーによって急速に加速されることができ、それによって第１の力を発生し、その一方で、その間に、該１対のＬＲＡのうち別のＬＲＡが前記第１の方向とは反対方向により緩やかに復帰されるようにし、それによって、より緩やかな復帰に基づく、より小さな反対の力を発生することにある。前記第１の力から前記より小さな反対の力を引いた結果である合力が、前記第１の方向に作用する前記仮想オブジェクトからの反力の一成分をシミュレートするために使用され得る。換言すれば、互いに逆フェーズ（逆相）で動く該１対のＬＲＡによって発生される前記第１の力及び前記より小さな反対の力は、互いにキャンセルし尽くすことがない。これにより、このシステムは、該システムが配備された装置がそれ自体の重さを持ち且つ／又は携帯式又は可搬式であったとしても、前記計算手段によって計算された前記反力によって決定される前記１対のＬＲＡが発生すべき前記合力を用いて、仮想オブジェクトからの反力をシミュレートすることができる。前記ＬＲＡにおける質量体の移動速度、これはストローク及び復帰とも称される、を変化することにより、仮想オブジェクトの人工的な質量／重さの効果がシミュレートされ得る。しかし、本システムは軽量及び／又は可搬式の装置における使用に特に適しているが、より大きな、より重い、及び／又は、静止若しくは固定された装置において使用されてもよい。
【０００７】
典型的には、ＬＲＡによってシミュレートされた反力は、本システムが配備された装置の全体的動きを誘起することによりユーザに伝達され、ユーザにより感じとられる。しかし、それに代えて、該反力は、前記インプット力センサのような他の手段を介してユーザに伝達されてもよい。後者のアプローチは、より重い及び／又は固定された装置の場合において、より適切であり得る。
【０００８】
本発明の有利な実施例は、いずれかの請求項及び／又は以下の説明の一部に従って構成されてよい。
【０００９】
好ましくは、本システムにおけるインプット力センサは、仮想オブジェクトを表示するためのタッチ感知式スクリーンを備える。したがって、ユーザは、タッチ感知式スクリーン上の仮想オブジェクトを操作することができ、そして、本システムは、ユーザが該スクリーン上のオブジェクトを操作するとき、該ユーザに力覚フィードバックを提供し得る。タッチ感知式スクリーンは、例えば、スクリーン上のユーザタッチの静電容量効果を通して該ユーザからのインプット力を検出し得る。
【００１０】
本発明の好ましい実施例によれば、本システムは、前記計算手段に接続された重力検出器を更に備え得る。該重力検出器は、重力の局所的な方向を検出し、該重力の局所的な方向を前記計算手段に供給するものであり、該計算手段は前記仮想オブジェクトの重さを計算するためにこれを使用し得る。重さは力であるから、前記計算手段は、前記仮想オブジェクトの質量と前記重力検出器によって検出された重力の局所的な方向に従って、前記仮想オブジェクトの重さの大きさ（マグニチュード）と方向の両方を計算し得る。該仮想オブジェクトの重さは、前記反力の少なくとも一部を形成し得る。例えば、もしユーザが局所的重力に抗して仮想オブジェクトを持ち上げようとするならば、前記計算手段は、ユーザに加える反力を該オブジェクトの重さを含めて計算するであろう。
【００１１】
前記重力検出器は、例えば、少なくともジャイロコンパス及び加速度計を具備し、好ましくは、本システムが配備されている装置の三次元における方向及び／又は動きを、及び、それによって重力の局所的な方向に対する仮想オブジェクトの方向を、判定するのに適したジャイロコンパス及び加速度計の１セットを具備する。こうして、前記計算手段はユーザに加えるべき反力の方向を判定することができ、仮想オブジェクトの重さをシミュレートする。
【００１２】
これに限定するものではないが、前記反力は以下のいずれか１以上を含み得る：仮想質量に起因する仮想オブジェクトの慣性、仮想オブジェクト上で作用する摩擦力、同じタッチスクリーン上で表示されるというような、同じ仮想環境内における別の仮想オブジェクトに対する前記仮想オブジェクトの相互作用に起因する反力、同じ仮想環境内における液体媒体内での仮想オブジェクトの浸漬に起因する浮力及び／又は引きずり力、及び、仮想オブジェクトの弾性歪エネルギー又は１以上のその他の機械的特性に起因する力。しかし、好ましくは、前記反力は仮想オブジェクトの重さに起因するか又は該仮想オブジェクトの重さを含む。
【００１３】
好ましくは、本システムは、前記第１の軸に交差する第２の軸に沿って動くように規制された、少なくとも第２の対のリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）を更に備える。このようにＬＲＡの少なくとも２つの異なる対が非平行的な２つの軸に沿ってそれぞれ配置された状態で、前記計算手段によって計算された前記反力の適切な各成分をシミュレートする各駆動信号を該ＬＲＡの該第１及び第２の対にそれぞれ供給することによって、１つの面全体における任意の方向に作用する反力がシミュレートされ得る。これは、ただ１つの軸に沿って、例えば、仮想オブジェクトの重さの好ましいシミュレーションのために重力に関して本システムを配備した装置が最も頻繁に方向付けされるように期待される１つの方向に平行な１つの軸に沿って、動くように規制されたＬＲＡを持つものよりも、本システムをより多用途なものにする。
【００１４】
さらに好ましくは、本システムは、前記第１及び第２の軸によって規定される面の外に延びる第３の軸に沿って動くように規制された、少なくとも第３の対のリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）を更に備える。これは、前記計算手段によって計算された前記反力の適切な各成分をシミュレートする各駆動信号を該ＬＲＡの前記第１及び第２及び第３の対にそれぞれ供給することによって、三次元の任意の方向に反力が作用することを、本システムがシミュレートすることを可能にする。好ましくは、構成及び動作の簡素化のために及び前記計算手段による前記反力の適切な各成分の計算の簡素化のために、第１及び第２及び第３の軸は互いに直交する。
【００１５】
本システムは、１つの軸について２個以上のリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）を備えるようにしてよい。これは、ユーザによる反力の感知と力覚効果を増加させるので、有利である。
【００１６】
前記リニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）は、好ましくは８０Ｈｚを超える、より好ましくは９０Ｈｚを超える、より好ましくは１００Ｈｚを超える共振周波数を持つ。各ＬＲＡは必ずしもそれらの共振周波数で又はその近辺で駆動されねばならないわけではないにしても、これは、ＬＲＡの各対がそれらの共振周波数で又はその近辺で互いに逆フェーズで、つまり、好ましくは１６０Ｈｚを超える／より好ましくは１８０Ｈｚを超える／より好ましくは２００Ｈｚを超える結合された周波数で、最も効果的に駆動され得るということを意味する。そのような周波数においては、各ＬＲＡの個々の動きは急速すぎるのでユーザがそれらの動きを個別に区別することができず、その代わりに、ユーザは単一の持続的な反力を体験する。
【００１７】
本発明は、また、請求項１乃至８のいずれかに記載されたシステムを少なくとも備えるモバイル装置に関する。したがって、前記インプット力センサは、該モバイル装置のタッチスクリーンでなっていてよく、また、前記計算手段は、該モバイル装置の中央処理ユニット及び／又は補助処理ユニットでなっていてよい。該モバイル装置は、例えば、タブレットコンピュータ又は携帯電話であってよい。
【００１８】
本発明は、さらに、仮想オブジェクトからの反力をシミュレートするための方法に関する。該方法は、ユーザによって仮想オブジェクトに加えられたインプット力を感知することと、該ユーザに対して加えるべき反力を計算することと、少なくとも第１の対のリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）を使用して前記ユーザに対して前記反力を加えることを少なくとも含む。第１の軸（Ｙ）に沿って動くように前記第１の対のリニア共振アクチュエータを規制し、かつ、該１対の前記リニア共振アクチュエータの各１つを前記反力によって決定される量だけ前記第１の軸に沿う第１の方向に交互に駆動する一方で、その間に、該１対の前記リニア共振アクチュエータの他方を前記第１の方向とは反対方向により緩やかに復帰させることによって、前記反力が前記ユーザに対して加えられる。
【００１９】
好ましくは、前記仮想オブジェクトは、タッチ感知式スクリーン上に表示され、前記ユーザによって前記仮想オブジェクトに加えられた前記インプット力は、該タッチ感知式スクリーンによって感知される。
【００２０】
好ましい実施例において、本方法は、重力の局所的な方向を検出することと、前記反力の少なくとも一部として前記仮想オブジェクトの重さを計算することを更に含む。
【００２１】
好ましくは、少なくとも第２の対のリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）を使用して前記ユーザに対して反力が加えられ、ここで、前記第１の軸に交差する第２の軸に沿って動くように該第２の対のＬＲＡを規制し、かつ、該第２の対のＬＲＡの各１つを前記反力によって決定される量だけ前記第２の軸に沿う第２の方向に交互に駆動する一方で、その間に、該第２の対のＬＲＡの他方を前記第２の方向とは反対方向により緩やかに復帰させ、これによって、前記反力が前記ユーザに対して加えられる。
【００２２】
さらに好ましくは、少なくとも第３の対のリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）を使用して前記ユーザに対して反力が加えられ、ここで、前記第１及び第２の軸によって規定される面の外に延びる第３の軸に沿って動くように該第３の対のＬＲＡを規制し、かつ、該第３の対のＬＲＡの各１つを前記反力によって決定される量だけ前記第３の軸に沿う第３の方向に交互に駆動する一方で、その間に、該第３の対のＬＲＡの他方を前記第３の方向とは反対方向により緩やかに復帰させ、これによって、前記反力が前記ユーザに対して加えられる。
【００２３】
１対の前記リニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）の各１つは、好ましくは８０Ｈｚを超える、より好ましくは９０Ｈｚを超える、より好ましくは１００Ｈｚを超える周波数で交互に駆動される。これは、ＬＲＡの各対が、好ましくは１６０Ｈｚを超える／より好ましくは１８０Ｈｚを超える／より好ましくは２００Ｈｚを超える結合された周波数で駆動され得るということを意味する。これは、各ＬＲＡの個々の動きは急速すぎるのでユーザがそれらの動きを個別に区別することができず、その代わりに、ユーザは単一の持続的な反力を体験する、という利点を持つ。
【００２４】
本発明は、さらに、ここで説明する複数の方法の１又はそれ以上を実行するためのコンピュータプログラム製品又はプログラムコード又はシステムに関する。
【００２５】
本発明の更なる特徴、目的及び利点は、本発明の例示的な構成成分が図示される添付図面に関連して以下説明される。機能に関して少なくとも本質的に等価的な本発明に従うシステム、装置及び方法の各構成成分は同じ参照番号によって符号付けされるが、そのような構成成分は、必ずしも、全ての図面において符号付けされるか若しくは説明されているわけではない。
【００２６】
以下の説明においては、添付図面に係る単なる一例として、本発明が説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ユーザによって把持されるモバイル装置の一実施例を示す概略斜視図。
【図２】図１に示したモバイル装置の内部の一側面からの概略図。
【図３】図１及び図２に示したモバイル装置の内部の背面からの概略図。
【図４】１対のリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）のストローク及び復帰サイクルを概略的に示す図。
【図５】１対のリニア共振アクチュエータの加速カーブ及び減速カーブの一例を示すグラフ。
【図６】１対のリニア共振アクチュエータを駆動するために使用され得る駆動信号の一例を示すグラフ。
【図７】図１乃至図３に示すようなモバイル装置の画面上に表示された仮想オブジェクトの重さをシミュレートするために、１対のリニア共振アクチュエータによるストロークがどのように使用され得るのかの一例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、ユーザの手に持たれたモバイル装置１０１の一実施例を概略的に示し、ここで、符号１０４は該ユーザの手の複数の指を示し、符号１０５は該ユーザの手の親指を示す。矢印１０２は、重力の方向を示し、よって、局所的な重力に関するモバイル装置１０１の指向性を示す。例えば、該ユーザは、図１において矢印１０３で示す方向に、親指１０５でオブジェクト（物体）１０６を押そうとしているところである。タッチスクリーン１０７は、親指１０５の静電容量効果によって該ユーザの親指１０５による入力力（input force: インプット力）を感知する。仮想オブジェクト（仮想物体）１０６は、仮想的な質量を持つ。このモバイル装置は、本発明に従うシステムの模範的な実施例を内包している。ユーザがその親指１０５の動きによってオブジェクト１０６を持ち上げようとしているので、該システムは、該オブジェクト１０６の重さを表す反力を生成し、ユーザは、手の中にあるモバイル装置１０１の全体的動きによって、それを体験する。
【００２９】
図２及び図３は、図１に示したモバイル装置１０１の内部を、それぞれ、一側面から及び背面から見た概略図である。図２及び図３から判るように、モバイル装置１０１はリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）の３対又は３カップルを含んでおり、それらは、第１の対２０１ａ，２０１ｂ、第２の対２０２ａ，２０２ｂ、第３の対２０３ａ，２０３からなる。各ＬＲＡは、図において点で示す該ＬＲＡの空間内に含まれる図において黒で示す質量体を含む。該質量体は、前後に振動するように駆動され得る。ＬＲＡの第１の対２０１ａ，２０１ｂは図２に示されたＹ軸の方向に前後に振動するように駆動されることができ、ＬＲＡの第２の対２０２ａ，２０２ｂは図２に示されたＸ軸の方向に前後に振動するように駆動されることができ、ＬＲＡの第３の対２０３ａ，２０３ｂは図２に示されたＺ軸の方向に頁面の内外に前後に振動するように駆動されることができる。図２及び図３には図示しないが、モバイル装置１０１は、また、ＬＲＡの上記３つの各対のためのドライバー（駆動手段）と、中央プロセッサ及び／又は補助プロセッサのような計算手段を含む。
【００３０】
図４は、図１乃至図３に示すモバイル装置１０１におけるＬＲＡのような１対のリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）４０１ａ，４０１ｂを示す。該１対のＬＲＡ４０１ａ，４０１ｂのストロークフェーズ及び復帰（リカバー）フェーズが、それぞれ、図４において長い矢印と短い矢印とで概略的に表されている。こうして、該１対のＬＲＡ４０１ａ，４０１ｂのうち第１の１つ（第１のＬＲＡ）４０１ａが図４の上部に示すように左にストローク（一進み）する間、該１対のＬＲＡ４０１ａ，４０１ｂのうち第２の１つ（第２のＬＲＡ）４０１ｂが図４の下部に示すように右に復帰する（戻る）。その後、該第２のＬＲＡ４０１ｂが左にストロークするとき、該第１のＬＲＡ４０１ａは右に復帰し、そして、その後、該１対のＬＲＡ４０１ａ，４０１ｂの各１つにつき、ストローク及び復帰からなる１サイクルが、同様に、繰り返す。
する。
【００３１】
図５は、図４に示したＬＲＡのような１対のリニア共振アクチュエータの加速カーブ及び減速カーブの一例を示す。カーブ５０１ａは、該１対のＬＲＡのうち第１のＬＲＡ４０１ａのストローク及び復帰からなる単一サイクルを表し、カーブ５０１ｂは、該１対のＬＲＡのうち第２のＬＲＡ４０１ｂのストローク及び復帰からなる単一サイクルを表す。図５において、カーブ５０１ａ，５０１ｂは、両方とも、見易くするために、Ｘ軸から上にシフトした状態で示してある。図５から判るように、カーブ５０１ａは、カーブ５０１ｂと逆フェーズ（逆相）になっており、１対のＬＲＡのうち第１のＬＲＡ４０１ａが１ストロークにおいて加速しているとき該１対のＬＲＡのうち第２のＬＲＡ４０１ｂは復帰フェーズにあり、そして、その反対となる。各ＬＲＡの復帰フェーズはそれぞれのストロークフェーズよりも緩やかであり、ストローク及び復帰からなる各サイクルはストロークの方向において合力を生ずる。図５において示したカーブ５０１ａ，５０１ｂの形状は、単なる一例であり、今述べたようなストローク及び復帰の１サイクルのストロークフェーズ及び復帰フェーズの間の関係と同じ関係を維持するような、他の如何なる形状でも可能である。
【００３２】
図６は、１対のリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）を駆動するために使用され得る駆動信号の一例を示す。６０１ａは１対のＬＲＡのうち第１のＬＲＡ４０１ａのための駆動信号を示し、６０１ｂは該１対のＬＲＡのうち第２のＬＲＡ４０１ｂのための駆動信号を示す。図６において、駆動信号６０１ａ及び６０１ｂは、両方とも、見易くするために、Ｘ軸から上にシフトした状態で示してある。６０３は、１対のＬＲＡのうち第１のＬＲＡ４０１ａが１ストロークを行うために駆動されるときの駆動信号６０１ａの一部を示し、６０４は、該１対のＬＲＡのうち該第１のＬＲＡ４０１ａがそのスタート位置に復帰するために駆動されるときの該駆動信号６０１ａの一部を示す。参照番号６０２は、該１対のＬＲＡのうち該第１のＬＲＡ４０１ａが１ストロークを行う間の時間期間Ｔを表す。図６から判るように、該１対のＬＲＡのうち第２のＬＲＡ４０１ｂのための駆動信号６０１ｂは、前記駆動信号６０１ａと類似した波形を持つが、１対のＬＲＡのうち第１のＬＲＡ４０１ａのための前記駆動信号６０１ａが該１対のＬＲＡのうち第２のＬＲＡ４０１ｂのための前記駆動信号６０１ｂと逆相になるように、該駆動信号６０１ａとは時間的にずれている。図６に示した駆動信号６０１ａ及び６０１ｂの形状は単なる一例であり、異なる力覚効果を発生するように変形され得る。
【００３３】
図７は、図１乃至図３に示した１０１のようなモバイル装置のタッチスクリーン１０７上に表示された仮想オブジェクト１０６の重さが、１対のリニア共振アクチュエータによるストロークによってどのようにシミュレートされ得るのかの一例を図説する。モバイル装置１０１のユーザが、矢印１０３によって示された方向に、タッチスクリーンに対してインプット力を加える。このシステムは、重力検出器（不図示）によって該モバイル装置１０１の向きを判定し、図７で矢印１０２で示したような、仮想オブジェクト１０６に対して操作するときに感じられる重力の方向を判定する。そこで、該システムは、ユーザに対して仮想オブジェクト１０６の重さをシミュレートするために、矢印７０１の方向にストロークを適用し、その結果、重力１０２の方向に平行な力を付与する。
【００３４】
図１乃至図７に関連して上述した特定の実施例は、タッチスクリーン上に表示された質量物体の重力による重さのシミュレーションに関連して説明されたが、本発明のシステムはその他の反力をシミュレートするためにも使用され得るのであり、該その他の反力とは、質量物体の慣性に起因する反力、仮想オブジェクト上に作用する摩擦力、同じタッチスクリーン上で表示されるというような、同じ仮想環境内における別のオブジェクトに対する該仮想オブジェクトの相互作用に起因する反力、同じ仮想環境内における液体媒体内での表示オブジェクトの浸漬に起因する浮力、及び、仮想オブジェクトの弾性歪エネルギー又は１以上のその他の機械的特性に起因する力、の１以上を含む。
【００３５】
本発明は、仮想オブジェクトからの反力をシミュレートするためのシステムを提供する。このシステムは、インプット力センサと、該インプット力センサに接続された計算手段と、少なくとも第１の対２０１ａ，２０１ｂのリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）と、該計算手段に接続された該リニア共振アクチュエータ用のドライバーとを少なくとも備える。前記インプット力センサは、ユーザによって仮想オブジェクトに加えられたインプット力（１０３）を感知する。前記計算手段は、インプット力センサから前記インプット力を受信し、かつ、前記ユーザに対して加えるべき反力を計算する。１対のリニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）２０１ａ，２０１ｂは、第１の軸Ｙに沿って動くように規制される。前記ドライバーは、前記計算手段から駆動信号を受信し、該駆動信号により、前記１対のＬＲＡ２０１ａ，２０１ｂの各１つを前記反力によって決定される量だけ前記第１の軸に沿う第１の方向に交互に駆動する一方で、その間に、該１対のＬＲＡの他方を前記第１の方向とは反対方向に、より緩やかに、復帰させる。本発明は、また、仮想オブジェクトからの反力をシミュレートするための、対応する方法を提供し、また、少なくともこのようなシステムを備えるモバイル装置１０１を提供する。
【符号の説明】
【００３６】
１０１  モバイル装置
１０２  重力の方向
１０３  ユーザによって加えられた力の方向
１０４  ユーザの指
１０５  ユーザの親指
１０６  仮想オブジェクト
１０７  タッチスクリーン
２０１ａ，２０１ｂ  ＬＲＡの第１の対
２０２ａ，２０２ｂ  ＬＲＡの第２の対
２０３ａ，２０３ｂ  ＬＲＡの第３の対
４０１ａ  １対のＬＲＡのうち第１の１つ（第１のＬＲＡ）
４０２ｂ  １対のＬＲＡのうち第２の１つ（第２のＬＲＡ）
５０１ａ  １対のＬＲＡのうち第１のＬＲＡのストローク及び復帰の１サイクル
５０１ｂ  １対のＬＲＡのうち第２のＬＲＡのストローク及び復帰の１サイクル
６０１ａ  １対のＬＲＡのうち第１のＬＲＡのための駆動信号
６０１ｂ  １対のＬＲＡのうち第２のＬＲＡのための駆動信号
６０２  １ストロークの時間期間
６０３  駆動信号のストローク部分
６０４  駆動信号の復帰部分
７０１  ストロークの方向
【図１】
2019519032.tif 000003
【図２】
2019519032.tif 000004
【図３】
2019519032.tif 000005
【図４】
2019519032.tif 000006
【図５】
2019519032.tif 000007
【図６】
2019519032.tif 000008
【図７】
2019519032.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月6日(2018.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2019519032.tif 000010
【国際調査報告】
2019519032.tif 000011
2019519032.tif 000012